Способ калибровки многофазного расходомера Российский патент 2023 года по МПК G01F25/10 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля состояния и калибровки расходомеров многофазного потока в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленностей.

За последние десятилетия было разработано несколько расходомеров, относящихся к категории многофазных (МФР) и не требующих предварительной сепарации скважинного флюида. Такие МФР позволяют измерять количественные характеристики многофазного потока непосредственно в линейных условиях и производить их пересчёт в стандартные условия, в широком диапазоне потоковых режимов. Наиболее часто МФР используются при проведении гидродинамических испытаний скважин, а также для учёта продукции во время промышленной эксплуатации скважин. Компактный размер МФР по сравнению с сепараторными установками позволяет создавать мобильные замерные комплексы для эффективного удовлетворения потребностей клиентов.

Несмотря на существенные преимущества МФР, данные системы также обладают определенными недостатками, в частности для периодического контроля их работоспособности в процессе эксплуатации требуется демонтаж системы и проведение контрольных измерений в специальных условиях.

Так известен принятый в качестве ближайшего аналога способ калибровки многофазного расходомера (см. патент RU № 2515422, МПК G01F 25/00, опубликован 10.05.2014 г.), заключающийся в том, что один многофазный расходомер калибруют в большом количестве точек, а каждый из серийно выпускаемых многофазных расходомеров калибруют в небольшом количестве точек, определяют различие между показаниями датчиков в данных точках и показаниями того многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек при тех же комбинациях расходов, интерполируют различия и формируют калибровочные характеристики для конкретного многофазного расходомера в большом количестве точек используя калибровочную характеристику многофазного расходомера, который калибровали в большом количестве точек, и интерполированные значения различия.

Основным недостатком известного способа является невозможность его использования в отношении расходомеров, уже установленных на технологических линиях, без их демонтажа.

Задачей заявляемого технического решения является повышение точности измерений для флюидов с различными параметрами течения и фазового состава.

Технический результат изобретения заключается в высокой точности измерения параметров многофазного потока на протяжении всего периода эксплуатации устройства.

Технический результат достигается тем, что способ калибровки многофазного расходомера включает установку устройства для калибровки, содержащего держатель, представляющий собой трубу с установленным на ее верхнем торце регулирующим механизмом открытия-закрытия ее внутреннего пространства, и соосно закрепленный на нижнем торце держателя стакан с выполненными в его боковых стенках по меньшей мере двумя, расположенными в одной плоскости напротив друг друга, отверстиями, и установленным на наружной поверхности стакана ниже отверстий уплотнительным кольцом, во внутреннюю полость расходомера таким образом, чтобы отверстия в стакане располагались соосно с окнами расходомера, а уплотнительное кольцо обеспечивало герметичность соединения между наружной поверхностью стакана и внутренним пространством расходомера, и последовательное проведение калибровочных измерений в следующих режимах:

- при заполнении рабочего объема расходомера воздухом при нормальном давлении;

- при создании в рабочем объеме расходомера стабильного вакуума не выше 0,098 МПа;

- при заполнении рабочего объема расходомера нейтральным газом (например, азотом) при нормальном давлении;

- при заполнении рабочего объема расходомера пробой пластовой воды, отобранной в составе скважинного флюида (нестабильного газового конденсата) не ранее 14 дней до выполнения калибровки;

- при заполнении рабочего объема расходомера пробой стабильного газового конденсата, отобранной в составе скважинного флюида (нестабильного газового конденсата) не ранее 14 дней до выполнения калибровки,

при этом введение проб для проведения калибровочных измерений производят через внутреннее пространство держателя устройства для калибровки, в каждом режиме калибровочные измерения проводят при рабочем режиме расходомера, а после проведения каждого режима производят очистку устройства для калибровки и рабочего объема расходомера от остатков соответствующей пробы.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства для калибровки.

Устройство для калибровки содержит держатель 1 с механизмом 2 открытия-закрытия и закрепленный на нижнем торце держателя стакан 3 с отверстиями 4, а также установленное на наружной поверхности стакана выше отверстий уплотнительное кольцо 5.

Дополнительно на чертеже представлен расходомер с окнами 6 и 7, в которых установлены источник и детектор.

Калибровку расходомера в процессе его эксплуатации производят следующим образом.

Калибровку проводят при значениях влияющих факторов (температура и относительная влажность окружающего воздуха, атмосферное давление, параметры электропитания), соответствующих условиям эксплуатации расходомера.

Перед началом калибровки поток скважинного флюида через расходомер должен быть остановлен, абсолютное давление в трубопроводе с расходомером снижено до равенства атмосферному давлению, скважинный флюид из расходомера удалён через дренажные линии, температура трубопровода с расходомером не должна отличаться от температуры окружающего воздуха в месте установки расходомера более, чем на ±5°С.

Для подготовки системы к калибровке производят отбор проб фракций скважинного флюида, проводят отсоединение входа расходомера от трубопроводной системы и установку в расходомер устройства для калибровки таким образом, чтобы отверстия 4 располагались соосно с окнами 6 и 7 расходомера.

Вначале этапы калибровки проводят при отсутствии в расходомере скважинного флюида:

- производят калибровку на трубе, заполненной воздухом;

- производят калибровку на вакуумированной трубе, для чего опускают через внутреннюю полость устройства для калибровки до упора в трубопровод с расходомером вакуумирующее приспособление, соединенное с вакуумным насосом и производят с его помощью разряжение до момента, пока устойчивые показания мановакуумметра насоса не станут менее -0,098 МПа в течение как минимум 5 минут.

Последующие этапы калибровки проводят:

- на нейтральном газе;

- на пластовой воде, для чего используют лабораторную пробу пластовой воды объёмом не менее 0,25 л, отобранную в составе скважинного флюида (нестабильного газового конденсата) не ранее 14 дней до выполнения калибровки;

- на жидких углеводородах, для чего используют пробу стабильного газового конденсата объёмом не менее 0,25 л, отобранную в составе скважинного флюида (нестабильного газового конденсата) не ранее 14 дней до выполнения градуировки.

После заполнения внутреннего объема расходомера через устройство для калибровки пробой среды, соответствующей каждому из этапов, производят измерения массового поглощения, также, как и в случае рабочего режима расходомера, а после проведения каждого режима производят очистку устройства для калибровки и рабочего объема расходомера от остатков соответствующей пробы.

Заявляемое техническое решение обеспечивает высокую точность определения параметров многофазного потока флюида в различных трубопроводных системах в режиме реального времени и позволяет осуществлять контроль работоспособности расходомера без его демонтажа.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля состояния и калибровки расходомеров многофазного потока в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности. Технический результат достигается тем, что способ калибровки многофазного расходомера включает установку устройства для калибровки, включающего держатель, представляющий собой трубу с установленным на ее верхнем торце регулирующим механизмом открытия-закрытия ее внутреннего пространства, и соосно закрепленный на нижнем торце держателя стакан с выполненными в его боковых стенках по меньшей мере двумя расположенными в одной плоскости напротив друг друга отверстиями и установленным на наружной поверхности стакана ниже отверстий уплотнительным кольцом во внутреннюю полость расходомера таким образом, чтобы отверстия в стакане располагались соосно с окнами расходомера, а уплотнительное кольцо обеспечивало герметичность соединения между наружной поверхностью стакана и внутренним пространством расходомера, и последовательное проведение калибровочных измерений в следующих режимах: при заполнении рабочего объема расходомера воздухом при нормальном давлении; при создании в рабочем объеме расходомера стабильного вакуума не выше 0,098 МПа; при заполнении рабочего объема расходомера нейтральным газом (например, азотом) при нормальном давлении; при заполнении рабочего объема расходомера пробой пластовой воды, отобранной в составе скважинного флюида (нестабильного газового конденсата) не ранее 14 дней до выполнения калибровки; при заполнении рабочего объема расходомера пробой стабильного газового конденсата, отобранной в составе скважинного флюида (нестабильного газового конденсата) не ранее 14 дней до выполнения калибровки, при этом введение проб для проведения калибровочных измерений производят через внутреннее пространство держателя устройства для калибровки, в каждом режиме калибровочные измерения проводят при рабочем режиме расходомера, а после проведения каждого режима производят очистку устройства для калибровки и рабочего объема расходомера от остатков соответствующей пробы. Заявляемое техническое решение обеспечивает высокую точность определения параметров многофазного потока флюида в различных трубопроводных системах в режиме реального времени и позволяет осуществлять контроль работоспособности расходомера без его демонтажа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ калибровки многофазного расходомера, включающий установку устройства для калибровки, содержащего держатель, представляющий собой трубу с установленным на ее верхнем торце регулирующим механизмом открытия-закрытия ее внутреннего пространства, и соосно закрепленный на нижнем торце держателя стакан с выполненными в его боковых стенках по меньшей мере двумя, расположенными в одной плоскости напротив друг друга, отверстиями и установленным на наружной поверхности стакана ниже отверстий уплотнительным кольцом во внутреннюю полость расходомера таким образом, чтобы отверстия в стакане располагались соосно с окнами расходомера, а уплотнительное кольцо обеспечивало герметичность соединения между наружной поверхностью стакана и внутренним пространством расходомера, и последовательное проведение калибровочных измерений в следующих режимах:

- при заполнении рабочего объема расходомера воздухом при нормальном давлении;

- при создании в рабочем объеме расходомера стабильного вакуума не выше 0,098 МПа;

- при заполнении рабочего объема расходомера нейтральным газом при нормальном давлении;

- при заполнении рабочего объема расходомера пробой пластовой воды, отобранной в составе скважинного флюида не ранее 14 дней до выполнения калибровки;

- при заполнении рабочего объема расходомера пробой стабильного газового конденсата, отобранной в составе скважинного флюида не ранее 14 дней до выполнения калибровки,

при этом введение проб для проведения калибровочных измерений производят через внутреннее пространство держателя устройства для калибровки, в каждом режиме калибровочные измерения проводят при рабочем режиме расходомера, а после проведения каждого режима производят очистку устройства для калибровки и рабочего объема расходомера от остатков соответствующей пробы.

2. Способ калибровки многофазного расходомера по п. 1, отличающийся тем, что при заполнении рабочего объема расходомера нейтральным газом при нормальном давлении в качестве нейтрального газа используют азот.